第二节光的折射全反射棱镜
光学基础知识光的折射和全反射的应用

光学基础知识光的折射和全反射的应用光学基础知识——光的折射和全反射的应用光学是研究光的传播和性质的学科,是物理学中的一个重要分支。
在光学中,光的折射和全反射是两个基本的现象和概念。
本文将对光的折射和全反射的原理及其应用进行介绍和探讨。
一、光的折射光的折射是指当光从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光密度不同,光线的传播方向发生改变的现象。
根据斯奈尔定律,光线在两种介质相交的界面上发生折射时,折射角和入射角之间的关系为n₁sinθ₁=n₂sinθ₂,式中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角。
光的折射是许多常见现象的基础,如水中的游泳池看上去比实际要浅,杯子中的吸管看上去弯曲等。
这些现象都可以通过折射原理来解释。
此外,光的折射还在光学设备中得到广泛应用,如透镜、棱镜、光纤等。
二、光的全反射光的全反射是指当光从光密度较大的介质传播到光密度较小的介质时,入射角超过一定临界值时,光将完全反射回原来的介质中的现象。
全反射发生的前提是入射光线从光密度较大的介质射向光密度较小的介质。
全反射除了是一种基本物理现象外,还广泛应用于光纤通信中。
光纤通信利用了光在光纤中的全反射特性,将信息以光的形式进行传输。
这种方式具有高速、高带宽、低损耗等优点,被广泛应用于现代通信系统中。
三、光的折射和全反射的应用光的折射和全反射在日常生活和科技领域中有许多实际应用。
下面我们分别介绍其在两个方面的应用。
1. 光学仪器光学仪器,如显微镜、望远镜、相机等,利用了光的折射原理来观察和记录远处的物体。
透镜作为光学仪器的核心部件,可以使光线经过折射和反射来聚焦和放大物体的影像。
2. 光纤通信光纤通信是一种基于光的折射和全反射原理的通信方式。
光纤内的光信号可以利用全反射的特性沿着光纤进行传输,从而实现快速、高质量的信息传递。
光纤通信已经成为现代通信领域最为重要的技术之一。
总结:光学基础知识中的光的折射和全反射是两个重要的现象,其应用涉及到各个领域,如光学仪器、光纤通信等。
第十四章第二节 光的折射 全反射 色散

第十四章
光的传播 光的波动性
一潜水员在浮标前方s2=3.0 m处下潜 到深度为h2=4.0 m时,看到标记刚好 被浮标挡住,此处 看不到船尾端Q; 继续下潜Δh=4.0 m, 恰好能看见Q.求 图14-2-11
第十四章
光的传播 光的波动性
2.折射率大小不仅反映了介质对光的 折射本领,也反映了光在介质中传播速 c 度的大小v= n .
3.折射率的大小不仅与介质本身有关,
还与折射光的频率有关:同一种介质, 对频率大的光折射率大,对频率小的 光折射率小.
第十四章
光的传播 光的波动性
4.同一种色光,在不同介质中虽然波
第十四章
光的传播 光的波动性
四、三棱镜对光路的控制 1.对光线的偏折作用 (1)光密三棱镜:光线两次折射均向底 面偏折,偏折角为δ,如图14-2-4甲. (2)光疏三棱镜:光线两次折射均向顶 角偏折,如图乙.
第十四章
光的传播 光的波动性
图14-2-4 2.全反射棱镜(等腰直角棱镜)
第十四章
光的传播 光的波动性
图14-2-13
第十四章
光的传播 光的波动性
(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外
侧是什么颜色?
(2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为
n,请你求出圆形亮区的最大半径.
第十四章
光的传播 光的波动性
☞解题样板规范步骤,该得的分一分不 丢! (1)由于紫光频率最大,折射率最大,偏 折角最大,故最外侧为紫色.(2分)
第十四章
光的传播 光的波动性
(3)作图时要找出具有代表性的光线, 如符合边界条件或全反射临界条件的 光线.
高中物理光学知识点总结

高中物理光学知识点总结。
目录高中物理光学知识点高中物理光学重点高中物理光学要点★高中物理光学知识点几何光学以光的直线传播为基础,主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。
从知识要点可分为四方面:一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。
(一)光的反射1.反射定律2.平面镜:对光路控制作用;平面镜成像规律光路图及观像视场。
(二)光的折射1.折射定律2.全反射临界角。
全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。
3.色散。
棱镜及其对光的偏折作用现象及机理应用注意:1.解决平面镜成像问题时,要根据其成像的特点(物像关于镜面对称),作出光路图再求解。
平面镜转过α角,反射光线转过2α2.解决折射问题的关键是画好光路图,应用折射定律和几何关系求解。
3.研究像的观察范围时,要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4.无论光的直线传播,光的反射还是光的折射现象,光在传播过程中都遵循一个重要规律:即光路可逆。
(三)光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。
光纤有内外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。
光在光纤中传播时,每次射到内外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。
这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
(四)光的干涉光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。
(相干波源的频率必须相同)。
形成相干波源的方法有两种:(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。
(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。
(五)干涉区域内产生的亮暗纹1.亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹,各级彩色条纹都是红靠外,紫靠内。
光的折射和全反射

光的折射和全反射光的折射和全反射是光在不同介质中传播时常见的现象。
了解光的折射和全反射,能够帮助我们理解光的传播规律以及光在光纤通信等领域的应用。
一、光的折射光的折射指的是光射入不同介质时,由于介质的光密度不同,光线的传播方向发生改变的现象。
根据斯涅尔(Snell)定律,光在两种不同介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系为:n₁sinθ₁ =n₂sinθ₂。
其中,n₁和n₂分别为两种介质的折射率,θ₁为入射角,θ₂为折射角。
根据这个定律,当光从光密度较大的介质(高折射率)射入光密度较小的介质(低折射率)时,光线向法线方向偏离;而当光从光密度较小的介质射入光密度较大的介质时,光线朝法线方向靠拢。
光的折射现象在我们生活中随处可见,比如光通过玻璃、水等介质时会发生折射。
这一现象也是为什么在水中看到的物体会有折断的视觉效果。
二、全反射全反射是指光射入光密度较小的介质时,折射角大于90度,无法从介质中传播到光密度较大的介质中的现象。
当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,若入射角超过临界角,光将完全被反射,无法透过界面。
临界角的大小与两种介质的折射率有关,公式为:θc =arcsin(n₂/n₁)。
其中,θc为临界角,n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
全反射在光纤通信中起着重要作用。
光纤的工作原理便是基于光的全反射。
光信号在光纤中通过多次全反射进行传播,从而实现信息的传输。
光纤的高速传输和远距离传输能力得益于光的全反射特性。
除了光纤通信,全反射还应用于显微镜、光导板等光学仪器中。
在显微镜中,通过目镜和物镜的组合,利用全反射的原理使得显微镜能够放大微小物体的图像。
光导板则是利用全反射将光线从一侧引导到另一侧,可以实现光的聚光和分光效果。
总结:光的折射和全反射是光在不同介质中传播时所呈现出的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律,表示光线在入射介质和折射介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系。
全反射则是当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,折射角大于90度,无法透过介质传播的现象。
光的折射揭示光在光学棱镜中的全反射现象

光的折射揭示光在光学棱镜中的全反射现象折射是光线从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象。
而在光学棱镜中,光线的折射现象尤为引人注目,尤其是全反射现象使得光在某些情况下完全发生反射。
本文将探讨光的折射如何揭示光学棱镜中的全反射现象。
一、折射现象及折射定律光线在从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。
其具体规律由折射定律描述,即入射光线、折射光线和法线在同一平面上,且入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
这一定律可以用数学公式表示为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中n₁和n₂分别代表两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别代表入射角和折射角。
折射定律的发现为我们理解光在光学棱镜中的行为提供了依据。
二、折射角的变化导致全反射现象光线从一种介质进入另一种折射率较小的介质时,折射角会大于入射角。
当入射角越大时,折射角也越大,直到达到临界角,此时折射光线会沿着介质边界发生全反射。
全反射的产生是因为折射介质无法将光线传导至折射率较小的介质,而使光线完全反射回折射介质。
三、光学棱镜中的折射和全反射现象光学棱镜是一种透明介质通过改变光线的传播方向来分离光的仪器。
当光线经过光学棱镜时,根据入射角和光学棱镜的折射率,光线会发生折射现象。
而当入射角大于临界角时,全反射现象会发生在光学棱镜的边界上。
这意味着光线无法透过光学棱镜,而是被完全反射回原介质中。
四、全反射的应用全反射现象在实际应用中有着广泛的用途。
其中一个例子是光纤通信技术。
光纤通过利用全反射现象来传输光信号。
光线以接近光纤轴的入射角进入光纤中,而光纤的折射率较小,使得光线在光纤内部发生全反射,并沿着光纤传输到目标地点。
这种传输方式具有高速、低损耗和抗干扰的特点,因此在现代通信领域中得到广泛应用。
结论:光的折射现象揭示了光学棱镜中的全反射现象。
通过折射定律的描述,我们理解了光线在不同介质中传播时发生的变化。
当光线遇到入射角大于临界角的情况时,会发生全反射现象,导致光线完全反射回原介质中。
光的折射全反射

第二节光的折射、全反射【基础知识再现】、光的折射现象光传播到两种介质的分界面上,一部分光进入另一种介质中,并且改变了原来的传播方向,这种现象叫光的折射。
1、光的折射定律:同样要抓住“三线(入射光线、折射光线、法线)二角(入射角、折射角)。
如图14-2-1所示,光从真空(或空气)进入介质有:■sinisin r2、折射率(n)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比n,叫做这种介质的折射率。
sin in =sin r说明:①折射率是表示光线在透明介质界面上发生偏折程度的物理量, 与入射角i及折射角r无关。
在入射角相同时,对同一种光线、折射率越大,折射光线偏离原方向的程度越大。
②折射率和光在介质中传播的速度有关。
cn = —v其中c =3 108m/s,v为介质中光速,n为介质折射率,总大于1,故光在介质中的速度必小于真空中的光速。
③在折射现象中,当入射角为0,折射角也为0,这是个特殊现象,但仍是折射现象。
、全反射光照射到两种介质的界面上,光线全部反射回原介质的现象叫全反射。
发生全反射的条件:1、从光密介质射向光疏介质。
12、入射角大于或等于临界角C。
sinC =—。
n说明:①光密介质和光疏介质是相对的,如酒精相对于水为光密介质,酒精相对于水晶来说是光疏介质。
②光从光密介质到光疏介质时,折射角大于入射角。
光从光疏介质射入到光密介质时,折射角小于入射角。
③发生全反射时,遵从反射定律及能量守恒。
此时折射光的能量已经减弱为零,反射光能量与入射光能量相等。
④全反射的应用:光导纤维。
三、棱镜、光的色散图14-2-21、三棱镜可以改变光的行进方向,起控制光路的作用。
三棱镜通过二次折射使光产生较大的偏向角,由于介质对不同的单色光的折射率不同,其中紫光折射率最大,红光折射率最小,因此当白光射向三棱镜时,紫光偏折最明显,而红光偏折最小,这就形成了如图14-2-2所示的光的色散现象。
甲乙直角等腰三棱镜叫全反射棱镜,这样光在玻璃内的入射角 :-=45大于42这一临界值,使光发生全反射,两种使用方法如图 14-2-3所示。
光学重点知识总结光的折射和全反射现象

光学重点知识总结光的折射和全反射现象光学重点知识总结——光的折射和全反射现象在光学中,折射和全反射是重要的现象和理论,对于我们理解光的行为和应用具有重要意义。
本文将对光的折射和全反射进行总结,帮助读者更好地理解这些光学现象。
一、光的折射现象光的折射是指当光线从一种介质进入到另一种介质时,由于两种介质的光速不同,光线发生偏离原来的传播方向的现象。
这种现象是由于光在不同介质中传播速度的差异所导致的。
根据折射定律,我们可以得出以下结论:入射光线、折射光线和介质分界面上的法线所在的平面三者共面。
此外,根据斯涅尔定律,我们可以得出:折射光线的入射角和折射角满足一个固定的比例关系,即$$\frac{{\sin{\theta_1}}}{{\sin{\theta_2}}}=\frac{{v_1}}{{v_2}}$$,其中$$\theta_1$$为入射角,$$\theta_2$$为折射角,$$v_1$$为光在第一种介质中的传播速度,$$v_2$$为光在第二种介质中的传播速度。
二、光的全反射现象光的全反射是指当光线从光密介质射入光疏介质时,入射角大于临界角时,光线无法从光疏介质传播到光密介质,而被完全反射的现象。
临界角可以通过折射定律进行计算:当光线从光密介质射入光疏介质时,令入射角等于临界角,此时折射角为90度,即$$\sin{\theta_c}=\frac{{v_1}}{{v_2}}$$,其中$$\theta_c$$为临界角,$$v_1$$为光在光密介质中的传播速度,$$v_2$$为光在光疏介质中的传播速度。
三、应用举例1. 光纤通信光纤通信是利用光的全反射现象来进行信号传输的技术。
光纤中的光通过全反射在纤芯内部传播,从而实现将信号从发送端传输到接收端。
由于全反射的特性,光信号能够在光纤中长距离传输而几乎不损耗,提供了高速、大带宽的通信方式。
2. 光学棱镜光学棱镜是利用光的折射现象进行光线的偏折和分光的光学元件。
初中物理光的折射全反射棱镜

主讲:黄冈中学高级教师余楚东同步教学一、一周知识概述1、折射现象当光线从一种媒质射到另一种媒质时,在分界面上,光线的传播方向发生了改变;一部分光线进入第二种媒质,这种现象称为折射现象.发生折射的条件:(1)发生在两种媒质的分界面上;(2)在分界面上下媒质的导光特性不相同。
2、光的折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,入射角 i 的正弦跟折射角 r 的正弦成正比,或 = n ,如图所示,式中 n 为比例常数,其大小反映了媒质Ⅱ 对来自于媒质Ⅰ 的入射光折射的厉害程度。
这就是光的折射定律,也叫斯涅尔定律.识记时,要能正确理解入射角、反射角、折射角的概念,它们分别是入射光线、反射光线、折射光线与法线的夹角.抓住定律的核心,了解它反映的是入射光线、反射光线、折射光线和法线的空间关系.理解时,应注意以下几个方面:(1)折射现象发生在光线从一种媒质进入另一种媒质时,但传播方向的改变却不是一定发生,如入射角为零度时,传播方向不发生改变.(2)注意光线偏折的方向:如果光线从折射率(n)小的媒质射向折射率(n)大的媒质,折射光线向靠近法线的方向偏折,故常称近法线折射。
发生近法线折射时入射角大于折射角,并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小);如图所示.如果光线从折射率大的媒质射向折射率小的媒质,折射光线向远离法线方向偏折,故常称远法线折射,发生远法线折射时入射角小于折射角,并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小).如图所示.即光线的偏折情况与媒质的性质(参见折射率的讨论)有关.(3)折射光路是可逆的,如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射,定律中的公式就变为,式中 r 、i 分别为此时的入射角和折射角应用折射定律时,知道入射光线、折射光线、法线中的任意两条,根据折射定律,就可以确定另一条的空间位置,但在这里一般只是粗略定性地确定。
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第二节光的折射全反射棱镜一、考点聚焦➢光的折射,折射定律,折射率。
全反射和临界角Ⅱ级要求➢光导纤维Ⅰ级要求➢棱镜,光的色散Ⅰ级要求二、知识扫描1.光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时,其传播规律遵循折射定律.折射定律的差不多内容包含如下三个要点:①折射光线、法线、入射光线共面;②折射光线与入射光线分居法线两侧;③入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比,即:。
当光从空气〔折射率为1〕射入折射率为的介质时,上式变为:。
折射现象中光路是可逆的。
2.对两种介质来讲,n较大〔即v较小〕的介质称光密介质。
光从光密介质 光疏介质,折射角大于入射角。
注意:〔1〕光从一种介质进入另一介质时,频率不变,光速和波长都改变。
〔2〕同一介质对频率较大〔速度较小〕的色光的折射率较大。
〔3〕光的颜色由频率决定。
3.当光从光密介质射向光疏介质,且入射角不小于临界角时,折射光线将消逝,这一现象叫做光的全反射现象.应用全反射现象举例:〔1〕光导纤维。
〔2〕全反射棱镜。
4.假设光从光密介质〔折射率为n〕射向光疏介质〔折射率为〕时,发生全反射的临界角C可由如下公式求得:。
当光从光密介质射向空气〔折射率为1〕时,求得全反射的临界角的公式又可表为:5.玻璃制成的三棱镜,其光学特性是:〔1〕单色光从棱镜的一个侧面入射而从另一侧面射出时,将向棱镜的底面偏折。
隔着棱镜看到物体的虚像比实际位置向顶角方向偏移。
〔2〕复色光通过棱镜,由于各种单色光的折射率不同而显现色散现象,白光色散后形成由红到紫按一定次序排列的光谱。
红光通过棱镜时偏折角较小〔因对红光折射率较小〕,紫光偏折射角较大。
三、好题精析例1:假设地球表面不存在大气层,那么人们观看到的日出时刻与实际存在大气层的情形相比〔〕A.将提早 B.将延后C.在某些地区将提早,在另一些地区将延后 D.不变解析:如图,a是太阳射出的一束光线,由真空射向大气层发生折射,沿b方向传播到P点,在P处的人便看到太阳。
假如没有大气层,光束使沿a直线传播,同样的时刻在P点便看不到太阳,须等太阳再上升,使a光束沿b线方向时才能看到太阳,故没有大气层时看到日出的时刻要比有大气层时延迟.点评:此题要求考生能够联系实际建立物理模型,并依照光的折射定律分析推理。
例2:如下图,一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45º,下面四个光路图中,正确的选项是〔〕解析:∵玻璃的折射率为n=1.5,∴全反射临界角为c= arcsin 3arcsin 1a n =,从图可知入射角a=45º>c ,.故发生全反射,即A 图正确。
点评:当光从光密介质射向光疏介质时,专门可能发生全反射现象,考生要有此意识,并能依照全反射的条件判定是否会发生全反射现象。
例3:如下图,a 、b 两细束单色光〔可能是同种色光,也可能是不同色光〕分不以垂直于三棱镜的一个腰的方向射入两个不同的三棱镜,这两个三棱镜是用同种介质材料做成的,但它们的项角α、β大小不同,α<β。
两条光线分不从另一个腰射出后,测得跟入射光线方向相比,它们的偏折角θ大小相同。
试判定a 、b 两种单色光的频率21νν、间的关系。
解析:不能因为它们的偏折角相同就确信它们是同种色光,因为它们在从另一腰射出时的入射角是不同的。
此题的解法能够有两种,一:能够用〝对比〞的思路。
设想让a 光也和b 光一样从同一点垂直于第二个三棱镜的一个腰射入,专门明显,跟原先相比,当a 光射到另一个腰上时的入射角由α增大到了β。
由于同一种色光对同一种介质n 没有改变,入射角增大,折射角和偏折角也必定同时增大,因此a 光射出时的偏折角将大于原先的θ,其光线将如图14-〔a 〕所示。
在此图中,a 、b 两种单色光射到另一腰时的入射角相同〔差不多上β〕,比较它们的偏折程度能够看出a 光的偏折角更大,因此能够判定a 光的频率比b 光的频率高。
二:能够用运算的方法。
如图14—〔b 〕,设三棱镜的顶角为γ,那么光线从一腰垂直射入,到达另一腰时的入射角也是γ,由于偏折角为θ,因此拆射角为γ+θ。
依照折射率的定义,能够推导出折射率的运算式为:n=γθγsin sin )(+=cos θ+co t γ•sin θ,由于两种情形下偏折角θ是相同的,γ小的 cot γ反而大,对应的n 也大。
由此题的α<β,得到a 光的折射率大,因此a 光的频率比b 光的频率高。
点评:由以上两种解法比较可知,用作图法更巧妙,也更简洁一些.而用运算的方法更严密一些。
这两种解法差不多上专门好的.关于此题这类定性比较的情形,用作图法更好一些。
例4:一个横截面为半圆形的光学元件,其材料的折射率为n=2,一束平行光以45º的入射角射向其上表面,如下图。
求:在图中标出入射光能从其半圆面上射出的范畴。
解析:如下图,设平行光射入该元件后的折射角为θ,依照折射定率定义:n=θsin 45sin ︒,可得θ=30º,由于所有入射光的入射角都相同,因此射入该元件后所有的折射光线仍旧平行。
这些光线中,从圆心O 射入的光线到达半圆周上的C 点时,入射角为0º,因此一定有光线射出。
从C 点向左右两边移动,射到半圆周上的光线的入射角都将逐步增大。
当入射角增大到临界角时,光线发生全反射,不再能够从该元件射出。
由sin θ0=n 1,不难求出临界角为θ0=45º。
设光线射到C 点左边某一点A 时刚好有入射角α=θ0=45º,从图中能够看出ΔAOD 中β=60º,因此γ=75º;同理设光线射到C 点右边某一点B 时刚好有入射角α=θ0=45º,从图中能够看出ΔBOE 中的σ=15º。
只有以上得到的A 、B 两点间的圆弧上,才有光线射出。
AB 弧的度数是90º。
点评:〔1〕对射到圆弧上的光线,一定要做出过该点的半径,因为该半径确实是法线。
有了法线,入射角、折射角就都好分析了。
〔2〕通过这道题体会一下作图和运算的关系.做有关折射、全反射的题目,必须尽量准确地作图,同时利用几何关系进行运算。
例5:图为用透亮物质做成的空心球,其折射率为n ,内、外半径分不为a 、b ,且b >>a .内表面涂上能完全吸光的物质.当一束平行光射向此球时被内表面吸取掉的光束在射进空心球前的横截面积是多大?解析:被球内表面吸取的光束的边缘光线与内表面相切,如图中AB所示,并据对称性知,此光束在射入空心球前的横截面积是半径为R 的圆,且R=bsini .由折射定律得n=sini /sin γ,∴ R=nbsin γ又∵ sin γ=a/b ,∴ R=na ,S=πR 2=πn 2a2 点评:此题要求考生明白得题意后找到临界光线,在准确作图的基础上利用几何关系求解。
四、变式迁移1.一束光从空气射向折射率n =2的某种玻璃的表面,如下图,i 代表入射角,那么〔 〕A .当i >45︒时会发生全反射现象B .不管入射角多大,折射角r 都可不能超过45︒C .欲使折射角30︒,应以45︒的角度入射D .当入射角i =arctg 2时,反射光线跟折射光线恰好相互垂直2.一玻璃立方体,放在空气中,其折射率为1.5,一单色细光束从立方体的顶面斜射进来,然后投射到它的一个侧面,咨询:〔l 〕这光线能否从那个侧面射出?〔2〕假如这光线能从这侧面射出,那么玻璃材料的折射率应满足什么条件?答案:〔1〕不能;〔2〕n<2。
五、能力突破1.如下图,两细束平行的单色光a 、b 射向同一块玻璃砖的上表面,最终都从玻璃砖的下表面射出.玻璃对单色光a 的折射率较小,那么以下讲法中正确的有〔 〕A .进入玻璃砖后两束光仍旧是平行的B .从玻璃砖下表面射出后,两束光都保持和入射时平行C .从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离一定减小了D 从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离可能和射入前相同2.图表示一束白光通过三棱镜的光路图,其中正确的选项是〔 〕3.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是〔 〕A .光从玻璃射到分界面上,入射角足够小B .光从玻璃射到分界面上,入射角足够大C .光从空气射到分界面上,入射角足够小D .光从空气射到分界面上,入射角足够大4.一束太阳光射到以下器材上,可能显现的情形是〔 〕A .假设斜射到平面镜上,红光的反射角小于紫光的反射角;B .假设斜射到平行板玻璃上,红光的侧移最大;C .通过三棱镜时,红光偏折射角大于紫光的偏折角;D .假设平行主光轴射到凸透镜上,红光的焦距大于紫光的焦距.5.A 与B 是两束平行的单色光,它们从空气中射入水中的折射角分不为r A 、r B ,假设r A >r B ,那么〔 〕A .在空气中A 的波长大于B 的波长B .在水中A 的传播速度大于B 的传播速度C .A 的频率大于B 的频率D .在水中A 的波长小于B 的波长6.abc 为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,如下图,一束白光垂直入射到ac 面上,在ab 面上发生全反射,假设光线入射点O 的位置保持不变,改变光线的入射方向〔不考虑自bc 面反射的光线〕〔 〕A .使入射光按图中的顺时针方向逐步偏转,假如有色光射出ab面,那么红光第一射出B .使入射光按图中的顺时针方向逐步偏转,假如有色光射出ab 面,那么紫光第一射出C .使入射光按图中所示的逆时针方向逐步偏转,红光将第一射出ab 面D .使入射光按图中所示的逆时针方向逐步偏转,紫光将第一射出ab 面7.如下图,为了观看门外情形,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直。
从圆柱底面中心看出去,能够看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。
该玻璃的折射率为n ,圆柱长为l ,底面半径为r ,那么视场角是〔 〕A .arcsin 22l r nl +B .arcsin 22l r nr +C .arcsin22l r n r + D .arcsin 22l r n l +8.有一种色光在真空中的波长和另一种色光在水中的波长相等,差不多上4000埃〔水对另一种色光的折射率为4/3,咨询:〔1〕这两种色光的颜色是否相同?〔2〕它们的频率各是多少?9.如下图,一条长度为 L=5.0rn 的光导纤维用折射率为 n=2的材料制成。
一细束激光由其左端的中心点以α=45º的入射角射入光导纤维内,通过一系列全反射后从右端射出。
求:〔1〕该激光在光导纤维中的速度v 是多大?〔2〕该激光在光导纤维中传输所经历的时刻是多少?10.半径为R 的玻璃半圆柱体,横截面如下图,圆心为O 。
两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。